Taşıt yakıt deposunda çalkalanma olayının analizi

Abstract

Bu tez çalışmasında, bir binek araç yakıt tankındaki çalkalanma olayı standart bir giriş değeri için farklı tasarım şekillerine, yakıt doluluk oranlarına ve tank doğrusal hareket yönlerine göre teorik ve deneysel çalışmalarla incelenmiştir. Teorik çalışmalar hesaplamalı akışkan dinamiği (HAD) yöntemi kullanılarak, deneysel çalışmalar ise yakıt tankının üretimini yapan firmada bulunan çalkalanma test düzeneğinin uygun şekilde düzenlenmesiyle, prototip yakıt tankları kullanılarak yapılmıştır. Tez çalışmasında öncelikle literatür araştırması yapılmış ve bu incelenen eserler arasından çalışmamızdaki gibi yatay salınım yapan prizmatik bir tank sistemi seçilerek bu çalışmanın analiz sonuçları ile karşılaştırmalı bir doğrulama çalışması yapılmıştır. Daha sonra yakıt tankı üzerindeki çalışmalara devam edilmiştir. Tank sistemi yapısal olarak perdeli/ şamandırasız, perdesiz/şamandıralı ve perdeli/şamandıralı tasarım koşullarında incelenmiştir. Yakıt tankı, tank çalkalanma dayanımı standartlarındaki çalışma koşulları da dikkate alınarak %50-70 doluluk oranlarında çalkalanmaya maruz bırakılmıştır. Tankın enine ve boyuna çalkalanma durumları da dikkate alınarak teorik ve deneysel çalışmalar yapılmıştır. Ayrıca mevcut tank hacminde dikdörtgen prizma şeklinde bir tank tasarlanarak, farklı perde yapılarının çalkalanma hareketi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Yapılan çalışmada perde yapısının ve kısmı olarak tank şamandıra elemanının da tank çalkalanma hareketinde oluşan basınç değişimi üzerinde basınç değişimini düzenleyici yönde etkilerinin olduğu görülmüştür.

In this thesis, sloshing behavior of a passenger car's fuel tank was examined theoretically and experimentally according to different design shapes, tank filling rates and direction of movement. Theoretical studies were done using Computational Fluid Dynamics (CFD) method. Experimental studies were completed on the fuel tank sloshing test rig and the prototype tanks after restructuring of the system in accordance with our requirements in the producer company. In the study, firstly a literature research was made and an appropriate study which investigated the sloshing behavior in a prismatic tank according to the lateral movement was chosen and a comparative study was carried out to verify the method. After studies was continued on the fuel tank. Tank system is investigated in different design shapes such as without baffle/without float, without baffle/with float, with baffle/with float. Fuel tank was subjected to slosh in the filling rate of 50-70% at the standard sloshing test conditions. Theoretical and experimental studies were made taking into account of transverse and longitudinal placement conditions. Besides a prismatic tank at the present fuel tank volume was designed and the effect of the different baffle structures on the sloshing was investigated.